線材材質(zhì)對(duì)斷線鉗刃部特征反映性的量化研究

王 洋羅亞平戴 林

（1 中國(guó)人民公安大學(xué) 北京 100038；2 中國(guó)刑警學(xué)院 遼寧 沈陽(yáng) 110035）

線材材質(zhì)對(duì)斷線鉗刃部特征反映性的量化研究

王 洋1羅亞平1戴 林2

（1 中國(guó)人民公安大學(xué) 北京 100038；2 中國(guó)刑警學(xué)院 遼寧 沈陽(yáng) 110035）

應(yīng)用超景深三維顯微系統(tǒng)，分別對(duì)斷線鉗剪切不同材質(zhì)的樣本進(jìn)行觀察和相關(guān)參數(shù)的測(cè)量，對(duì)斷頭坡面上的線痕進(jìn)行了觀察和質(zhì)量評(píng)價(jià)；應(yīng)用比對(duì)顯微鏡對(duì)不同材質(zhì)同名斷頭上的線痕進(jìn)行了拼接比對(duì)。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，斷線鉗剪切不同材質(zhì)的線材形成的斷頭，其坡面大小、側(cè)面形狀及相關(guān)的測(cè)量參數(shù)有些比較相近，有些則存在明顯差異；同名坡面上線痕的數(shù)量、質(zhì)量和總體流向趨勢(shì)可能存在差異；如果此種類(lèi)特征吻合，則應(yīng)考慮可能為材質(zhì)不同所引起的非本質(zhì)性差異，應(yīng)積極尋找流向趨勢(shì)相同且具有較高質(zhì)量線痕的部位，看能否進(jìn)行同一認(rèn)定。

線材材質(zhì) 線形痕跡 斷線鉗 刃部特征 反映性 參數(shù)量化

目前，各類(lèi)案件現(xiàn)場(chǎng)使用斷線鉗實(shí)施破壞的情況仍然比較多見(jiàn)。鑒定中對(duì)于制作樣本材質(zhì)的選擇問(wèn)題，預(yù)備實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇比現(xiàn)場(chǎng)承痕客體軟的材料，目的是找出與現(xiàn)場(chǎng)痕跡特征相同或相似的部位；正式實(shí)驗(yàn)最好選擇與現(xiàn)場(chǎng)痕跡承痕客體相同的材料，但如果現(xiàn)場(chǎng)線材的硬度高于鉗具能夠剪切的硬度，基于不能因選材不當(dāng)而破壞工具表面特征的原則，應(yīng)選用相對(duì)較軟的代用材料。同樣，對(duì)于能否利用系列案件現(xiàn)場(chǎng)不同材質(zhì)線材上的鉗剪痕跡進(jìn)行串并案件的情況，也需要考察材質(zhì)對(duì)鉗具剪切部位特征的反映性問(wèn)題。已有文獻(xiàn)報(bào)道了對(duì)鋼絲鉗剪切不同材質(zhì)的線材形成痕跡反映性問(wèn)題的研究，并歸納出了很有借鑒價(jià)值的結(jié)論。但鋼絲鉗剪切線材的直徑多在3mm以下，對(duì)于直徑較大的線材多選用剪切能力更強(qiáng)的斷線鉗，因此研究不同材質(zhì)的線材對(duì)斷線鉗刃部特征的反映性問(wèn)題，特別是應(yīng)用先進(jìn)儀器實(shí)現(xiàn)對(duì)斷頭外觀參數(shù)的量化，對(duì)于提高鑒定的科學(xué)性和可靠性很有裨益。

1 實(shí)驗(yàn)樣本的制作

1.1 實(shí)驗(yàn)鉗具與線材

實(shí)驗(yàn)選擇世達(dá)牌14#、24#斷線鉗（圖1），規(guī)定有商標(biāo)的一側(cè)為左側(cè)（圖2）。使用HR-150A洛氏硬度計(jì)（圖3）分別對(duì)14#和24#斷線鉗的刃口硬度進(jìn)行測(cè)量，其中14#斷線鉗為HRC52，24#斷線鉗為HRC59。兩種規(guī)格的鉗具最大剪切能力均為硬度不超過(guò)HRC35的中碳鋼，其中14#斷線鉗能夠剪切5mm以下的中碳鋼，24#斷線鉗能夠剪切8mm以下的中碳鋼。

圖1 不同規(guī)格的斷線鉗

圖2 規(guī)定的斷線鉗左側(cè)

圖3 HR-150A洛氏硬度計(jì)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)鉗具的剪切能力，選擇了直徑為4mm的鋼絲、銅絲、鐵絲、鋁絲，直徑為6mm的鋼絲、銅絲以及直徑為6.22mm的三環(huán)牌38mm直開(kāi)掛鎖的鎖梁作為剪切線材。

1.2 制作實(shí)驗(yàn)樣本

將不同直徑、不同材質(zhì)的線材首先剪切成長(zhǎng)度約3cm的待剪樣本（鎖梁除外），并在兩端做上標(biāo)記，以防止剪切過(guò)程中因出現(xiàn)斷頭突然崩斷而無(wú)法區(qū)分樣本斷頭的情況。用鉗具后部最靠近鉗軸處，按照材質(zhì)硬度由低到高，即鋁、銅、鐵、鋼的順序依次垂直剪切待剪樣本，用膠帶固定并標(biāo)注（圖4）。

圖4 制作的實(shí)驗(yàn)樣本

2 樣本觀察與相關(guān)參數(shù)的測(cè)量

2.1 樣本觀察

實(shí)驗(yàn)使用的基恩士VHX-2000超景深三維顯微系統(tǒng)配用超小型高性能變焦鏡頭VH-Z20R，可實(shí)現(xiàn)20至200倍最通用倍率下的“大景深”高清晰度觀察。

將14#斷線鉗的剪切樣本在50倍下進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)銅、鐵、鋁斷頭側(cè)面形比較相近；立頂高度銅斷頭最高，鐵、鋁斷頭次之，鋼斷頭最低（圖5）。

圖5 14#斷線鉗剪切不同材質(zhì)線材形成樣本斷頭的側(cè)面形

將24#斷線鉗的剪切樣本在50倍下進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)斷頭坡面的平整度、面積和形狀有所差異（圖6）；線材在剪切過(guò)程中均發(fā)生崩斷，崩斷的面積不同。鋼和鐵質(zhì)樣本斷頭側(cè)面形相近，與銅質(zhì)樣本差異較大（圖7）。

圖6 24#斷線鉗剪切不同材質(zhì)線材形成樣本斷頭的坡面

圖7 24#斷線鉗剪切不同材質(zhì)線材形成樣本斷頭側(cè)面形

2.2 斷頭側(cè)面形相關(guān)參數(shù)的測(cè)量方法

斷頭側(cè)面形的參數(shù)主要包括坡面的長(zhǎng)度、峰角的大小、立頂?shù)母叨群秃穸?、立頂?shù)膬A斜角度等。實(shí)驗(yàn)中將剪切樣本在50倍的倍率下觀察，發(fā)現(xiàn)斷頭的坡面可能由多個(gè)平面和弧面組成，此時(shí)坡面長(zhǎng)度應(yīng)為斷頭側(cè)面所反映的直線和弧線長(zhǎng)度之和（圖8）。

圖8 坡面長(zhǎng)度的測(cè)量示例

教材中將斷頭峰角定義為“斷頭斜坡的內(nèi)含角”，由于斷頭坡面可能由多個(gè)平面和弧面組成，因此這個(gè)概念有待商榷。筆者為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量，提出“測(cè)量峰角”的概念，將其定義為“斷頭側(cè)面所反映的兩個(gè)主線段的夾角”。其中“主線段”指“斷頭側(cè)面所反映出的直線和弧線中，最長(zhǎng)的直線或最長(zhǎng)的弧線所對(duì)應(yīng)的弦”。由于斷頭坡面平整度的原因，同一斷頭的兩個(gè)側(cè)面可能會(huì)出現(xiàn)“測(cè)量峰角”不一致的情況。實(shí)驗(yàn)中斷頭的兩個(gè)坡面目測(cè)均為一長(zhǎng)一短，故統(tǒng)一將坡面左長(zhǎng)右短放置后進(jìn)行測(cè)量（圖9）。

圖9 斷頭峰角的測(cè)量示例

若立頂呈楔形，則無(wú)法準(zhǔn)確對(duì)其高度和厚度進(jìn)行測(cè)量；本實(shí)驗(yàn)中立頂?shù)膬A斜角度按照下圖所示方法進(jìn)行，即測(cè)量立頂與小坡面主線段的夾角（圖10）。將14#、24#斷線鉗剪切不同材質(zhì)線材形成的實(shí)驗(yàn)樣本的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行比較，結(jié)果見(jiàn)表1。

圖10 立頂傾斜角度測(cè)量示例

表1 不同材質(zhì)剪切斷頭相關(guān)參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

注：表中的數(shù)據(jù)均按照本文所介紹的測(cè)量方法得出；“-”為相關(guān)參數(shù)缺失或無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。

3 線痕的觀察與比對(duì)

3.1 線痕的觀察

分別使用超景深三維顯微系統(tǒng)（100倍、200倍）和比對(duì)顯微鏡（40倍、60倍）對(duì)相同坡面上的線痕進(jìn)行觀察，如果斷頭坡面的平整度較好，應(yīng)用比對(duì)顯微鏡觀察效果更好（圖11、圖12）。

圖11 應(yīng)用超景深三維顯微系統(tǒng)對(duì)線痕的觀察

圖12 應(yīng)用比對(duì)顯微鏡對(duì)線痕的觀察

如果坡面的凸凹起伏較大，受景深限制和打光強(qiáng)度的影響，比對(duì)顯微鏡無(wú)法清晰完整的反映所有線條；超景深三維顯微系統(tǒng)通過(guò)去除光暈和深度合成功能則可實(shí)現(xiàn)對(duì)坡面上線痕全面、清晰的反映（圖13）。

圖13 超景深三維顯微系統(tǒng)對(duì)線痕的觀察

3.2 不同坡面上線痕質(zhì)量的評(píng)價(jià)

對(duì)樣本斷頭各個(gè)坡面上線痕的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，是為后續(xù)的拼接比對(duì)奠定基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)應(yīng)用超景深三維顯微系統(tǒng)在100倍下對(duì)各坡面進(jìn)行拍照，從可供對(duì)接線條的數(shù)量、連續(xù)性、粗大明顯程度、整體流向趨勢(shì)的一致性等方面綜合對(duì)其評(píng)價(jià)。以某實(shí)驗(yàn)樣本為例，可知左側(cè)大坡面線條質(zhì)量最好，右側(cè)小坡面次之，左側(cè)小坡面和右側(cè)大坡面線痕質(zhì)量較差（圖14）。

圖14 對(duì)四個(gè)坡面上線痕質(zhì)量的評(píng)價(jià)

將14#、24#斷線鉗剪切不同材質(zhì)線材形成實(shí)驗(yàn)樣本對(duì)應(yīng)坡面上線痕的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)相鄰的立頂上是否有可供比對(duì)的線痕進(jìn)行了觀察和統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同材質(zhì)剪切斷頭對(duì)應(yīng)坡面及立頂上的線痕質(zhì)量統(tǒng)計(jì)表

3.3 不同材質(zhì)對(duì)應(yīng)的同名坡面上線痕的變化

從表2可以看出14#斷線鉗剪切4.0mm的銅絲、鋼絲、鐵絲左斷頭的大坡面和右斷頭的小坡面線痕質(zhì)量總體較高，應(yīng)是檢驗(yàn)鑒定優(yōu)先選擇的坡面，但由于材質(zhì)的影響，線痕的總體流向趨勢(shì)方面可能有較大的差異（圖15）。

圖15 不同材質(zhì)同名坡面上線痕流向趨勢(shì)的變化

3.4 線痕的拼接比對(duì)

為考察材質(zhì)對(duì)刃部特征的反映性問(wèn)題，使用比對(duì)顯微鏡對(duì)同名坡面上的線痕進(jìn)行拼接比對(duì)。由于24#斷線鉗剪切形成的鐵質(zhì)樣本四個(gè)坡面上線痕的質(zhì)量均無(wú)法達(dá)到拼接比對(duì)的要求，故不具備同一認(rèn)定的條件；但其次種類(lèi)特征，即“批量生產(chǎn)工具上的加工特征”與鋼和銅質(zhì)樣本吻合（圖16、17），因此應(yīng)結(jié)合其他特征嘗試給出“形成痕跡的鉗具是批量生產(chǎn)的鉗具”的鑒定意見(jiàn)。鋼絲和銅絲左斷頭的小坡面線痕質(zhì)量均不錯(cuò)，可以進(jìn)行同一認(rèn)定（圖18）。

圖16 鋼絲和鐵絲的線痕拼接比對(duì)情況（60X）

圖17 鐵絲和銅絲的線痕拼接比對(duì)情況（20X）

圖18 鋼絲和銅絲的線痕拼接比對(duì)情況（60X）

圖19 鐵絲和銅絲的線痕拼接比對(duì)情況（60X）

圖20 銅絲柱面上的伴生線痕

14#斷線鉗剪切形成的鐵絲和銅絲具有同一認(rèn)定的條件（圖19），其他材質(zhì)間無(wú)法進(jìn)行同一認(rèn)定。

由于斷頭坡面的線痕變化較大，應(yīng)積極尋找其他可供檢驗(yàn)鑒定的特征，如在斷頭柱面上由于壓板邊棱擦劃而形成的伴生線痕（圖20）。如果線痕質(zhì)量較好，則可以進(jìn)行同一認(rèn)定。

4 結(jié)論

經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，同一鉗具的相同部位垂直剪切不同材質(zhì)的棒材，形成斷頭的坡面大小、側(cè)面形及相關(guān)的測(cè)量參數(shù)有些比較相近，有些則存在明顯差異，因此檢驗(yàn)時(shí)，如果斷頭形狀及相關(guān)參數(shù)相近應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行深入檢驗(yàn)；若有明顯差異，也不應(yīng)輕易給出否定意見(jiàn)。

不同材質(zhì)同名斷頭坡面上線痕的數(shù)量、質(zhì)量和總體流向趨勢(shì)等可能存在差異，如果次種類(lèi)特征吻合，則應(yīng)考慮可能為材質(zhì)不同所引起的非本質(zhì)性差異，應(yīng)積極尋找流向趨勢(shì)相近且具有較高質(zhì)量的線痕看能否進(jìn)行同一認(rèn)定；若四個(gè)坡面均沒(méi)有質(zhì)量較好的線痕，則可嘗試給出“形成痕跡的鉗具是批量生產(chǎn)的鉗具”鑒定意見(jiàn)。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，超景深三維顯微系統(tǒng)在分別檢驗(yàn)時(shí)觀察斷頭的整體形貌及測(cè)量相關(guān)參數(shù)很有價(jià)值，在觀察表面起伏較大的承痕客體表面的線痕優(yōu)勢(shì)也非常明顯，其可作為比對(duì)顯微鏡的有益補(bǔ)充；但如果承痕客體表面起伏較小，傳統(tǒng)的比對(duì)顯微鏡對(duì)線痕的反映仍?xún)?yōu)于超景深三維顯微系統(tǒng)。

[1]張書(shū)杰.工具痕跡學(xué)[M].北京：中國(guó)人民公安大學(xué)出版社，2002.

[2]解云，張書(shū)杰，蘭紹江，等.中國(guó)刑事科學(xué)技術(shù)大全（痕跡檢驗(yàn)卷）[M].北京：中國(guó)人民公安大學(xué)出版社，2003.

[3]趙新民.工具痕跡檢驗(yàn)技術(shù)[M].遼寧：遼寧大學(xué)出版社，1989.

[4]羅亞平.痕跡檢驗(yàn)教程[M].北京：中國(guó)人民公安大學(xué)出版社，2004.

（責(zé)任編輯：孟凡騫）

D918.3

A

2014-1-6

王洋（1981-），男，遼寧丹東人，中國(guó)刑警學(xué)院痕跡檢驗(yàn)技術(shù)系講師，碩士，主要從事痕跡檢驗(yàn)研究。